Wintel (Personal Computers, PC): domácí počítače, pracovní stanice, malé servery zpravidla s operačním systémem Windows nebo Linux;

Transkript

1 Technické vybavení počítačů Michal Houda Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Zemědělská fakulta Osobní počítače Wintel (Personal Computers, PC): domácí počítače, pracovní stanice, malé servery zpravidla s operačním systémem Windows nebo Linux; PowerPC, PowerMac: domácí počítače a pracovní stanice s operačním systémem MacOS (často k nalezení např. v DTP studiích). Architektura PC procesor; základní deska; pamět ; zásuvné karty (grafická, zvuková, sít ová karta, modem, atd.); interní nebo externí záznamová zařízení (pevný disk, diskety, CD, DVD, atd.); externí zařízení pro vstup a výstup (klávesnice, myš, monitor, reproduktory, tiskárna, scanner); další specializovaná zařízení. Technické vybavení počítačů p. 1/36 Technické vybavení počítačů p. 3/36 Technické vybavení počítačů p. 5/36 Osnova Servery základní kategorie počítačů; z čeho se počítače skládají; jak počítače fungují. Compaq (Digital) Alpha: servery s různými operačními systémy na bázi unixu (True64 unix, OpenVMS, Linux); Hewlett-Packard PA-RISC: velké unixové servery (několik desítek procesorů); SUN Sparc: unixové servery a pracovní stanice; IBM RS/6000: velké unixové servery; SGI MIPS: velké unixové servery. CPU (central processor unit) IO s nejhustší integrací součástek, srdce počítače ; obstarává veškeré manipulace a výpočty s daty; pracuje pouze s binárními čísly 0 a 1 (1946, John van Neumann); tranzistory o velikosti kolem 90 nm, tj. na ploše procesoru (cca 100 mm 2 ) jich je až 100 miliónů; nejzatíženější část počítače, opatřen výkonným větráčkem. Technické vybavení počítačů p. 2/36 Technické vybavení počítačů p. 4/36 Technické vybavení počítačů p. 6/36

2 Základní deska Parametry procesoru vnitřní (datová, interní) šířka procesoru: 32 nebo 64 bitů; vnější (externí) šířka procesoru: 32 nebo 64 bitů; vnitřní frekvence (takt): kolikrát za 1 sekundu lze změnit stav 1 na stav 0 a zpět; dnes více jak 3 GHz; vnější frekvence (FSB): až 800 MHz; velikost vyrovnávací paměti (cache): až 1 MB; patice (slot, socket, uspořádání vývodů): dle modelu. y Intel patice: končící Socket 478, nové modely Socket 775 (Socket T); varianty Pentia 4: např. Pentium 4 E /Prescott 2,6 GHz/800 MHz); Intel Celeron: okleštěná verze původního Pentia 4 s velmi nízkým výkonem, pomalejší sběrnicí a nižší vyrovnávací pamětí (vhodné jen pro nenáročnou kancelářskou práci); Pentium-M verze pro mobilní počítače (nižší kompatibilita s některými komponenty, optimalizace výkonu, nižší teplota). Mainboard, Motherboard tělo počítače, jsou k ní připojeny všechny součásti počítače pomocí patic a konektorů; mnoho různých výrobců a značek; desky se dělí podle procesorů, pro které jsou určeny. Technické vybavení počítačů p. 7/36 Technické vybavení počítačů p. 9/36 Technické vybavení počítačů p. 11/36 Základní deska Výrobci a modely Historie: Intel: 286, 386, 486; Intel: Pentium, Pentium MMX, Pentium II, III; AMD: K6, K7 Současnost: Intel vs. AMD y AMD značeny PR (Performance Rating, ohodnocení výkonu); AMD Athlon 64 (také označován AMD K8): 64bitový procesor, PR 3400+/2,2 GHz/800 MHz, patice Socket 754; varianty AMD Athlon XP např. Thoroughbred B0, PR 2400+/2,0 GHz/133 MHz, patice Socket A; AMD Athlon XP-M mobilní varianta. Součásti základní desky chipset: sada IO zajišt ující samotnou funkci desky; nejběžnější výrobci a modely: VIA: K8T800/VT8237, starší VT8235; nvidia: nforce3 150 (Pro), nforce3 250; SiS 755, 760/964. BIOS (basic input-output system), základní program: konfigurace počítače z paměti CMOS; autonomní test počítače při spuštění (POST Power On Self Test); inicializace komponent; předání řízení zavaděči operačního systému. Technické vybavení počítačů p. 8/36 Technické vybavení počítačů p. 10/36 Technické vybavení počítačů p. 12/36

3 Základní deska Součásti základní desky patice pro procesor a paměti; sběrnice; integrované komponenty: integrovaná grafická karta (vhodná jen pro kancelářské počítače, ubírá na výkonu); integrovaná sít ová karta (běžně 100 Mbps, někdy až 1000 Mbps); integrovaná zvuková karta; patice pro rozšiřující karty (kdysi ISA, dnes PCI); patice pro připojení konektorů a dalších zařízení. Technické vybavení počítačů p. 13/36 Operační pamět DRAM (Dynamic RAM): základní vývojový typ; FPM DRAM (Fast Page Memory DRAM): optimalizuje se čtení ze sousedících adres; EDO RAM (Extended Data Output): podobný typ; SDRAM (Synchronous DRAM) rychlost řízena externím taktem (lepší komunikace s procesorem); dva pamět ové banky (výrazně vyšší datový tok); SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM): tradiční SDRAM; SDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): teoreticky až dvojnásobná propustnost. Technické vybavení počítačů p. 15/36 Další typy pamětí SRAM (Static RAM): rychlé paměti; PROM (Programmable ROM); EPROM (Erasable PROM); EEPROM (Electrically Erasable PROM): základ pro paměti Flash; CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor): jsou v ní uloženy základní informace pro BIOS, k napájení stačí malá baterie; SGRAM, VRAM, GRAM (Video/Graphics RAM): paměti optimalizované pro grafické karty. Technické vybavení počítačů p. 17/36 Grafické karty Pamět různých typů a na mnoha místech počítače: registry procesoru: nejrychlejší, drahá a velmi malá; vyrovnávací pamět (cache): zrychluje dodávání často používaných dat procesoru; jako součást procesoru (L1 Cache); jako součást základní desky (L2 Cache); operační pamět : nejdůležitější: vystřídalo se velké množství technologií; nepřesně označována jako RAM (Random Acces Memory, tj. pamět s přímým přístupem k libovolné adrese). Umístění na desce historie: původně pájené přímo na desku, později ve formě integrovaných obvodů; SIMM (Single Inline Memory Module): přímý předchůdce dnešních modulů; DIMM (Dual Inline Memory Module): dnešní běžný typ; RIMM pro paměti RDRAM (Rambus DRAM): jen přechodná záležitost s příchodem Pentií 4 (dnes opět na ústupu). Grafické karty (zobrazovací adaptéry) prostředník mezi počítačem a monitorem; umožňuje zobrazení dat na monitoru; textový režim: 25 řádek 80 znaků, nenáročný na rychlost a pamět, k vidění při startu počítače; grafický režim: náročnější, charakterizace: rozlišení: od dpi (bodů na palec) po ; barevná hloubka (počet barev): 1 bit (2 barvy), 8 bitů (256 barev), 16 bitů ( barev, High Color), 24 bitů (16 miliónů barev, True Color) 3D akcelerátory pro náročné grafické operace. Technické vybavení počítačů p. 14/36 Technické vybavení počítačů p. 16/36 Technické vybavení počítačů p. 18/36

4 Grafické karty Pro kvalitu karty je rozhodující grafický chip a velikost paměti (dnes 64 či 128 MB). Chipy grafických karet špička: ATI Radeon, nvidia GeForce; příklad: MSI GeForce FX5900 SP 128 MB VIVO (cca 7500 Kč); starší populární výrobky, dnes jen z povzdálí: 3Dfx Voodoo (firma zkrachovala), PowerVR Kyro, Matrox G400, 3Dlabs (dnes se věnuje jen profesionálním kartám), SiS (špatné ovladače), S3 Diamond (prodáno firmě VIA, přichází s kartou DeltaChrome). Technické vybavení počítačů p. 19/36 Základní typy monitorů CRT (Cathode Ray Tube) technologie elektronového děla (televize), na ústupu; nevýhody: vysoká spotřeba, rozměry, váha, geometrie obrazu. Technické vybavení počítačů p. 21/36 plazmové monitory zatím velmi drahé; Budoucnost výhody: kvalita obrazu a barev; nevýhody: vypalování bodů (není vhodná pro počítačové monitory, spíše pro video), vysoká spotřeba. OLED (Organic Light Emitting Diode) pasivní: mobily s barevným displejem (malé rozměry i spotřeba, není nutné podsvětlení, malá rychlost); aktivní: zvyšuje rychlost, dostupné budou až za několik let. Technické vybavení počítačů p. 23/36 Grafické karty Chipy 3D akcelerátorů nvidia: nvidia Quadro (odvozený z GeForce); ATI: ATI FireGL (odvozený z Radeonu). Základní typy monitorů LCD (Liquid Crystal Display) technologie tekutého krystalu; pasivní displej (DSTN): malý kontrast, pomalé zobrazování, dnes hlavně u mobilů; aktivní displej (TFT, Thin Field Transistor): rychlé a přesné zobrazování, dobrá geometrie a ostrost obrazu; nevýhody: nutný zdroj světla za obrazovou plochou (zářivky a speciální odrazové fólie; u velkých displejů dochází k nerovnoměrnému osvětlení), pozorovací úhel, pevné rozlišení. Vlastnosti monitorů úhlopříčka (17, 21, 24 ); horizontální a vertikální frekvence (min. 70 Hz); rozměry (výška, šířka, hloubka); maximální rozlišení. Technické vybavení počítačů p. 20/36 Technické vybavení počítačů p. 22/36 Technické vybavení počítačů p. 24/36

5 speciální typy pamětí, které uchovávají data; data zůstávají uchovány trvale (i když je počítač vypnut); oproti ostatním typům pamětí jsou o několik řádů pomalejší. Disketa (Floppy Disc, FD pružné disky velikosti 3,5 o kapacitě většinou 1,44 MB (High Density); překonané: pomalé, nespolehlivé; dnes na ústupu, mechaniky se do některých nových počítačů ani nemontují. Technické vybavení počítačů p. 25/36 Kompaktní disk (CD) audio CD (CD-DA): 74 minut; datový disk (CD-ROM): 650 nebo 700 MB; média: CD-R (Read), CD-RW (Read and Write, přepisovatelné); parametry mechanik: rychlost otáčení: až 52-násobná; přístupová rychlost (80 ms). Technické vybavení počítačů p. 27/36 Další přenosná média ZIP (nástupce diskety, 100 až 250 MB); USB disky (klíče); páskové paměti (zálohování, desítky GB). Technické vybavení počítačů p. 29/36 Další adaptéry počítače Pevný disk (Hard Disc, HDD) Digital Video Disc (DVD) Zvuková karta rotační pamět ové zařízení; základní charakteristiky: rozhraní: IDE (ATA, UltraATA, SerialATA 100,133), SCSI, FireWire; kapacita: běžně 80 GB, nejdražší až 500 GB; rychlost otáčení: 7200 či ot./min., z ní vychází přenosová rychlost (až 600 MB/s); přístupová rychlost (8-10 ms); velikost vyrovnávací paměti (až 8 MB); velikost vyrovnávací paměti (až 16 MB); životnost (Mean Time Between Failure, až milión hodin); fyzické parametry disku (počet hlav, cylindrů, stop). Technické vybavení počítačů p. 26/36 více různých formátů (DVD-RAM, DVD-R(W), DVD+R(W)); velikosti od 3,95 GB až po 9,5 GB (podle formátu); parametry: rychlost otáčení, přístupová rychlost; budoucnost(?): technologie Mount Ranier. Technické vybavení počítačů p. 28/36 zabezpečuje zvukový výstup z PC; na výstup karty se připojují reproduktory a sluchátka; u velké většiny počítačů integrována do základní desky; nejčastěji: SoundBlaster (Creative Labs), různé varianty. Technické vybavení počítačů p. 30/36

6 Další adaptéry počítače Vstupní zařízení Klasifikace počítačů Sít ová karta zabezpečuje připojení do sítě; nejčastěji Ethernet 10/100 Mbps, v serverech 1 Gbps; výrobci: 3Com, Digital, Intel, Hewlett-Packard, Realtek. Klávesnice rozlišení podle způsobu připojení: starší DIN (AT), dnes PS/2 (ATX) nebo USB; Myš kdysi sériová, dnes PS/2 nebo USB; mechanické, optické, bezdrátové myši. trackball, touchpad; dotykové obrazovky; Další vstupní zařízení stolní (osobní) počítač; kancelářský počítač; multimediální počítač; herní počítač; průmyslový počítač; pracovní stanice; souborový server; aplikační server. Klasifikace počítačů Technické vybavení počítačů p. 31/36 scannery. Technické vybavení počítačů p. 33/36 Technické vybavení počítačů p. 35/36 Další adaptéry počítače Výstupní zařízení Závěr Modemy pro připojení k telefonní síti; nejdůležitější parametr: rychlost (faxmodem 56 kbps, ISDN 128 kbps, ADSL 192 kbps); jako modemy se někdy označují i prostředníky pro speciální zařízení (např. kabelový modem, modul pro připojení digitálních fotoaparátů, kamer, apod.). jehličkové; inkoustové; laserové. Tiskárny Výrobci: Hewlett-Packard, Canon, Epson, Xerox, OKI, Minolta Parametry: rozlišení (kvalitní tisk od 600 dpi), rychlost (několik desítek stran za minutu), barevnost, formát (A3/A4). počítačové komponenty se velmi rychle vyvíjejí; při pořizování počítače je potřeba dbát na vyváženost sestavy; pozor na neznačkové komponenty. Technické vybavení počítačů p. 32/36 Technické vybavení počítačů p. 34/36 Technické vybavení počítačů p. 36/36